Le Dévonien Supérieur De La Montagne Noire

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Le Dévonien supérieur de la Montagne Noire : ses calcaires griottes, sa carrière de Coumiac avec sa dalle à goniatites et son GSSP Frasnien- Famennien, Saint-Nazaire-de-Ladarez et Cessenon-sur-Orb, Hérault

17/06/2019

Auteur(s) :

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS Lyon

Publié par :

Olivier Dequincey

Résumé Goniatites, faciès calcaire griotte et clou d'or (Global boundary Stratotype Section and Point) de la base du Famennien (Dévonien terminal) au Sud de la Montagne Noire.

Source - © 1983 Pierre Thomas Figure 1. Vue globale sur des strates redressées (et inversées) de calcaire griotte du Famennien (Dévonien terminal, 372 à 359 Ma) au Puech de la Suque (Saint-Nazaire-de-Ladarez, Hérault). Localisation par fichier kmz du Puech de la Suque.

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Source - © 1983 Pierre Thomas Figure 2. Vue de détail sur des strates redressées (et inversées) de calcaire griotte du Famennien (Dévonien terminal, 372 à 359 Ma) au Puech de la Suque (Saint-Nazaire-de-Ladarez, Hérault).

Nous publions cette semaine un article de Michel Faure sur la géologie de la Montagne Noire (cf. La géologie anté- permienne de la Montagne Noire (Sud du Massif Central)). Dans la première partie consacrée aux roches sédimentaires constituant le versant Sud de la Montagne noire, Michel Faure cite un calcaire noduleux rouge, dit « calcaire griotte », daté du Dévonien supérieur. Dans la notice de la carte Saint Chinian au 1/50 000, le BRGM décrit ainsi la série du Dévonien supérieur :

d5-h1a : Dévonien supérieur (Frasnien—Famennien—passage au Carbonifère ?). Calcaires noduleux et griottes.

Cette formation qui passe en continuité au Carbonifère, comporte au mont Peyroux les éléments suivants (de bas en haut) : a) argilites siliceuses à nodules calcaires et jaspes noirs ; b) calcaire argileux rouge à rose bien lité, avec hardground et enduits de fer et de manganèse ; c) minces niveaux de calcaire noir bitumineux fétide ; d) calcaires noduleux, griottes : au sommet, calcaire amygdalaire à matrice de calcaire argileux ou d'argilite ferrugineuse, contenant des amandes calcaires enrobées d'un filet hématitique. La base est bien stratifiée et présente des joints à oxydes de fer et de manganèse qui pourraient correspondre à des hardground ; e) calcaires noduleux gris à matrice de calcaire sombre contenant des taches calcaires, blanches ou roses, à contours diffus. L'ensemble est massif mal stratifié.

Les niveaux a, b, c, représentent le Frasnien, d, e, le Famennien et le passage au Carbonifère. La série est en général bien datée avec une succession complète de Conodontes, Trilobites abondants, Bivalves, Brachiopodes dans le Frasnien ; Conodontes, rares Trilobites, Céphalopodes (Goniatites et clyménies) dans le Famennien.

Les calcaires noduleux sont fréquents dans le Dévonien supérieur de la Montagne Noire. Ils sont constitués de nodules de calcaire entourés d'un réseau anastomosé d'argile, très souvent ferrugineuse. Suivant son induration et le type d'altération-érosion, cette argile ferrugineuse est moins ou plus érodée que les nodules calcaires, et se retrouve soit en saillie soit en creux. Quand ces calcaires noduleux sont rouges, ils sont appelés « calcaire griotte » à cause de leur ressemblance avec un clafoutis aux cerises. En Montagne Noire, les nodules sont souvent roses à rouges, et le réseau anastomosé d'argile ferrugineuse ocre ou rouge foncé. On appelle souvent ces calcaires « marbres griotte » même s'ils ne sont pas métamorphiques, car ils sont susceptibles d'un beau poli. Rappelons que si les géologues réservent le terme de marbre aux calcaires métamorphiques, les “marbriers” appellent “marbre” toute roche qui devient décorative une fois polie, que ce soit une roche sédimentaire, magmatique, métamorphique… Ces calcaires griottes ont d'ailleurs été abondamment utilisés comme “marbre”, aussi bien dans des sites prestigieux comme le château de Versailles et le Trianon (dans ces cas, ils venaient de carrières de la Montagne https://planet-terre.ens-lyon.fr/ressource/Img645-2019-06-17.xml - Version du 07/04/21 3/12 Noire), que dans des lieux moins royaux et plus populaires, comme le centre commercial de la Part-Dieu à Lyon (cf. Étudier les bélemnites et leur phragmocône dans le centre commercial de la Part-Dieu (Lyon, Rhône), dans ce cas, ils viennent du Sud de l'Espagne). En France, on trouve des calcaires griottes dans le Jurassique briançonnais (cf. Le "marbre griotte" jurassique supérieur du Briançonnais, dit "marbre de Guillestre", et ses ammonites) et, à cause de la célébrité des Alpes et de la méconnaissance qu'ont beaucoup sur la géologie du reste de la France, certains pensent que ce faciès est rare et qu'on ne le trouve en France que dans le Jurassique briançonnais. Rien qu'en France, il existe au moins deux régions/époques où ce faciès s'est déposé : le Jurassique supérieur briançonnais donc, et le Dévonien supérieur du Sud de la France (Montagne Noire, versant Nord des Pyrénées). Ce sont toujours des calcaires marins, pélagiques, déposés à une profondeur relativement importante (> 100 m). La genèse des nodules n'est pas toujours très claire, et trois modes de formations (non incompatibles) sont proposés. 1. Il s'agirait de nodules engendrés directement par des phénomènes biologico-sédimentaires, avec concentration de carbonates autour de restes d'organismes (céphalopodes en particulier), d'accumulations bactériennes… 2. Il s'agirait de couches plus ou moins continues de calcaires et d'argiles, mais couches plus ou moins disloquées juste après la sédimentation par des instabilités gravitaires, des séismes… En effet, la boue calcaire a un comportement plus cohésif et plus “cassant” qu'une boue argileuse ; et cette boue calcaire est en générale plus dense que la boue argileuse. Vibrations (séismes), glissement sur une pente… peuvent fractionner les couches de boue calcaire, et la boue argileuse, moins dense et plus ductile, peut remonter dans les fractures. On parle d'origine par fissuration-pénétration. 3. il s'agirait de couches plus ou moins continues de calcaires argileux et d'argiles calcaires, des phénomènes de diagenèse exagérant la ségrégation et la séparation argile-carbonate pour engendrer des nodules de carbonate presque pur au sein d'argile presque pure.

Les observations sur le terrain montrent que les mécanismes 1 et 2 ont sans doute joué au Dévonien supérieur du Sud de la France : souvent le cœur des nodules est occupé par un fossile, le plus souvent de goniatite (ammonoïdé du Paléozoïque supérieur), et souvent la géométrie de détail des niveaux est compatible avec une origine par fissuration-pénétration, et ce n'est pas étonnant. Le Dévonien terminal s'est déposé sur une plateforme calcaire stable (la marge du Gondwana pré-hercynien) en train de s'approfondir et de devenir un bassin flexural carbonifère au pied des chevauchements hercyniens qui progressaient vers le Sud. Dans une première partie (photographies 1 à 8) nous vous montrons des photos de faciès “classique” des calcaires griottes de Montagne noire, photographies prises sur le terrain en 1983, ou photographies d'échantillons ramenés à Lyon. Photographies et échantillons proviennent du Puech de la Suque (Saint-Nazaire-de-Ladarez, Hérault, localisation par kmz du Puech de la Suque). Dans une deuxième partie, nous vous montreront 13 photographies associées à la carrière de Coumiac (Cessenon- sur-Orb, Hérault, localisation par kmz de la carrière de Coumiac), carrière située à 4,5 km au Sud-Ouest du Puech de la Suque dans les mêmes étages du Dévonien supérieur. Outre le calcaire griotte “ordinaire” et d'autres calcaires du Dévonien supérieur, cette carrière abrite un « mur de goniatites » et un GSSP (Global boundary Stratotype Section and Point) matérialisant la base du Famennien (372,2 ± 1,6 Ma). On peut noter que la Montagne Noire abrite deux autres GSSP encadrant celui de Coumiac, ceux de la base du Frasnien (382,7 ± 0,8 Ma) et de la base du Tournaisien (358,9 ± 0,4 Ma), alors que les trois étages concernés ont leurs stratotypes historiques en Belgique.

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Source - © 1983 Pierre Thomas Source - © 1983 Pierre Thomas Figure 3. Détail sur une strate de calcaire griotte du Figure 4. Détail sur une des goniatites de la figure Puech de la Suque (Hérault). précédente dans un calcaire griotte. On voit que certains nodules montrent une Comme souvent chez les ammonoïdés, l'intérieur de la structuration interne : structure apparemment coquille est calcitisée (cf. Les ammonites calcitisées du concentrique ou en spirale. Ce sont des goniatites (de Toarcien – Aalénien inférieur des Monts d'Or lyonnais). petite taille) plus ou moins intactes et bien conservées. On y devine les cloisons internes caractéristiques des céphalopodes.

Source - © 2019 Pierre Thomas Figure 5. Extérieur d'un échantillon ramassé en 1983 au Source - © 2019 Pierre Thomas Puech de la Suque. Figure 6. Section coupée et polie de l'échantillon de Bien que le contraste des couleurs soit plus faible que calcaire griotto de la figure précédente. sur les photos précédentes, on reconnait des goniatites dans nodules. Cet échantillon a été coupé, et la photo On voit très bien des sections de goniatites. On peut suivante est celle de la section plane de l'autre côté de noter la belle couleur rouge des coupes polies de ce l'échantillon. calcaire griotte, ce qui explique son utilisation comme “marbre”. Photo 2019

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Source - © 2019 Pierre Thomas Après le dépôt d'alternances de boues calcaires et argileuses, les couches de boues calcaires ont tendance à Figure 7. Autre section coupée (mais non polie) d'un s'étirer, se fractionner et/ou s'amincir, par exemple parce calcaire griotte de la montagne Noire. qu'elles s'étaient déposées sur une pente. La boue On voit très bien la structure interne d'une petite calcaire a alors tendance à s'enfoncer dans la boue goniatite dans le quart inférieur gauche. argileuse, qui, de son côté remonte et remplit les fractures et fissures de la boue calcaire. Le processus, ici, s'est arrêté avant la nodularisation complète. Si la couche de boue calcaire contenait une goniatite, les fissures remplies d'argile la contourneraient, et la goniatite se retrouverait au centre d'un nodule.

Succédant à d'autres exploitations en activité depuis le début du Moyen-Âge, la carrière de Coumiac (Cessenon- sur-Orb, Hérault) a été ouverte en 1890 et fermée en 1965. Elle exploitait de façon semi-industrielle des calcaires du Dévonien supérieur, dont un très beau calcaire griotte. Cette carrière est célèbre pour sa géologie et est classée comme Réserve Naturelle Régionale. Depuis quelques années, un sentier et une plateforme d'observation y ont été aménagés, avec panneaux explicatifs… Tout prélèvement y est interdit. Ce qui a justifié ce classement et cet aménagement, outre son intérêt historique et sa place dans l'économie locale, c'est (1) une exceptionnelle concentration de goniatites et (2) le fait qu'un GSSP (Global boundary Stratotype Section and Point ou « clou d'or ») y ait été implanté en 1993 : le GSSP de la base du Famennien (dernier étage du Dévonien), base datée de 372,2 ± 1,6 Ma. En 2008, le clou d'or physique (clou d'acier doré au bronze) était difficile d'accès, difficile à trouver car perdu dans la végétation. Qu'en est-il en 2019 ?

J'ai (trop) rapidement visité cette carrière le 1er janvier 2008. Encore un peu fatigué par le réveillon tout proche, je n'ai pas retrouvé le clou d'or, et certaines concentrations de belles goniatites m'ont échappé, d'où la nécessité d'emprunts à des amis ou sur le web pour illustrer ce qui suit.

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Source - © 2008 Pierre Thomas Figure 9. Vue d'ensemble de la partie supérieure de la carrière de Coumiac, Cessenon-sur-Orb (Hérault). Les strates ont été verticalisées par la tectonique hercynienne. Le Frasnien est à gauche (au NO). Le Famennien est à droite (au SE). La limite Frasnien-Fammenien se situe au centre de l'image, quelques centimètres ou décimètres à gauche de la paroi verticale qui a longtemps servi de mur d'escalade. Le mur à goniatites se situe dans notre dos, quasiment dans le prolongement de cette paroi. Localisation par fichier kmz de la carrière de Coumiac.

Source - © 2008 Pierre Thomas Figure 11. Vue globale (de profil) du « mur à goniatites », Source - © 2008 Pierre Thomas carrière de Coumiac, Cessenon-sur-Orb (Hérault). Figure 10. Vue globale (de face) du « mur à goniatites », Chaque boursouflure de la dalle est un nodule plus gros carrière de Coumiac, Cessenon-sur-Orb (Hérault). que les nodules habituels locaux (5 à 10 cm de diamètre) Chaque boursouflure de la dalle est un nodule plus gros contenant une goniatite. On peut noter que la surface de que les nodules habituels locaux (5 à 10 cm de diamètre) cette paroi est plus sombre que les couches situées contenant une goniatite. On peut noter que la surface de derrière. Cette dalle est constituée par la base du cette paroi est plus sombre que les couches situées Famennien. Le niveau “absent” enlevé par les carriers derrière. Cette dalle est constituée par la base du devait correspondre à la dernière couche du Frasnien, Famennien. Le niveau “absent” enlevé par les carriers couche décrite comme « minces niveaux de calcaire noir devait correspondre à la dernière couche du Frasnien, bitumineux fétide » (niveau c dans la description du couche décrite comme « minces niveaux de calcaire noir Dévonien supérieur de la notice de la carte de Saint- bitumineux fétide » (niveau c dans la description du Chinian). La limite Frasnien-Famennien se situe donc Dévonien supérieur de la notice de la carte de Saint- virtuellement quelques cm à dm en avant de cette dalle. Chinian). La limite Frasnien-Famennien se situe donc virtuellement quelques cm à dm en avant de cette dalle.

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Source - © 2008 Pierre Thomas Figure 13. Détail sur les innombrables “gros” nodules du mur à goniatites ( 5 à 10 cm de diamètre). Figure 12. Détail sur les innombrables “gros” nodules du mur à goniatites ( 5 à 10 cm de diamètre). Chacun de ces nodules contient une goniatite. La dépression au centre des nodules (correspondant au Chacun de ces nodules contient une goniatite. La centre de la spirale) se voit bien alors que la structure dépression au centre des nodules (correspondant au spiralée elle-même se voit en général assez mal, les centre de la spirale) se voit bien alors que la structure nodules étant « entier » et leur intérieur non mis à jour spiralée elle-même se voit en général assez mal, les par l'érosion. L'échelle est donnée par les feuilles de nodules étant « entier » et leur intérieur non mis à jour ronce. par l'érosion. L'échelle est donnée par les feuilles de ronce.

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Source - © 2008 Pierre Thomas Source - © 2008 Pierre Thomas Figure 14. Détail sur les innombrables “gros” nodules du Figure 15. Zoom sur le mur à goniatites, carrière de mur à goniatites ( 5 à 10 cm de diamètre). Coumiac, Cessenon-sur-Orb (Hérault). Chacun de ces nodules contient une goniatite. La où l'on voit à gauche bien la forme spiralée de deux dépression au centre des nodules (correspondant au goniatites (une toute petite et une de taille usuelle sur centre de la spirale) se voit bien alors que la structure cette dalle, deux à trois fois la taille d'une feuille de spiralée elle-même se voit en général assez mal, les ronce) nodules étant « entier » et leur intérieur non mis à jour par l'érosion. L'échelle est donnée par les feuilles de À droite de la grosse goniatite, on devine ce qui ronce. pourrait être un nautiloïde droit.

Source - © 2012 Kayou / geoforum Figure 17. Goniatites parfaitement reconnaissables Source - © 2008 Bernard Halleux situées quelques cm “en arrière” de la surface du mur à Figure 16. Goniatites parfaitement reconnaissables goniatites, carrière de Coumiac, Cessenon-sur-Orb situées quelques cm “en arrière” de la surface du mur à (Hérault). goniatites, carrière de Coumiac, Cessenon-sur-Orb (Hérault).

La crise biologique Frasnien-Famennien, également connue sous le nom d'extinction fini-dévonienne, est la moins rapide des cinq grandes extinctions phanérozoïques. Il y aurait trois pulses d'extinction répartis sur quelques millions d'années. Sur le terrain, outre le grand renouvellement des fossiles, ces pulses se marquent par des niveaux anoxiques (calcaires, marnes ou argiles noirs relativement riches en sulfures). Le principal de ces niveaux anoxiques, l'évènement de Kellwasser, correspond à la couche décrite comme « minces niveaux de calcaire noir bitumineux fétide » (niveau c dans la description du Dévonien supérieur de la notice de la carte de St-Chinian). C'est la dernière couche du Frasnien. Le GSSP se situe exactement entre ce niveau noir et les calcaires griottes sus- jacents. Officiellement, le GSSP correspond à la FAD (First Appearance Datum = date de la première apparition – dans le registre fossile – d'un conodonte Palmatolepis triangularis) et à la LAD (Last Appearance Datum) des conodontes Ancyrodella et Ozarkodina. L'origine de cette (ces) crise(s) est sans doute multifactorielle comme toutes les grandes crises biologiques, mais l'agent principal serait le développement des forêts sur les terres émergées, ce qui a complètement perturbé apports détritiques et ioniques dans les océans, et de la leur oxygénation (cf. La biosphère, un acteur géologique majeur et Le développement de la végétation continentale de l'Ordovicien au Dévonien et ses conséquences géologiques. Cette (ces) extinction(s) fini-dévonienne(s) correspond(ent) à la disparition d'environ 20 % des familles, 40 % des genres et https://planet-terre.ens-lyon.fr/ressource/Img645-2019-06-17.xml - Version du 07/04/21 9/12 75 % des espèces d'animaux marins. Quand une goniatite est suffisamment bien conservée dans le mur à goniatites et dans les niveaux juste sus- jacents, on peut reconnaitre une Phoenixites frechi, goniatite caractéristique du Famennien. Cette accumulation de coquilles n'est pas une accumulation de coquilles des gononiatites tuées par l'évènement Frasnien-Famennien, mais une accumulation de la nouvelle espèce qui s'est développée juste après le retour “à la normale” ayant suivi l'évènement anoxique du Kellwasser. Le Toarcien de Sainte Verge (cf. Le stratotype du Toarcien à Sainte Verge, banlieue de Thouars (Deux-Sèvres)) ou la dalle à ammonite de Digne sont là pour nous rappeler qu'il n'y a pas besoin d'une extinction massive pour avoir une accumulation d'ammonoïdés.

Source - © 1993 D'après stratigraphy.org Figure 18. Stratigraphie détaillée du sommet du Frasnien et de la base du Famennien de la carrière de Coumiac (Hérault). Pour avoir les couches dans la position de la figure 9, il faut tourner cette figure de 90 à 110° dans le sens des aiguilles d'une montre. À retrouver dans : N. Tormo, H. Cohen, 2015. Les GSSP du Dévonien de la Montagne noire, des sites d'importance mondiale (site de l'ASNAT)

Source - © 1993 Klapper et al. Figure 19. La limite Frasnien-Famennien photographiée avant 1993 en haut de la partie NE de la carrière de Coumiac (Hérault). Les numéros des strates correspondent à ceux de la

figure précédente. C'est là que va être implanté le clou Source - © 2011 Michel Gastou / SAGA d'or. Figure 20. Le clou d'or de la carrière de Coumiac G. Klapper, R. Feist, R.T. Becker, M.R. House, 1993. (Hérault), photographié entre 1993 et 2011. Definition of the Frasnian/Famennian Stage boundary, À gauche, le Frasnien, niveau sombre correspondant Episodes, 16, 4, 433-441 au Kellwasser. À droite, la base du Famennien.

Certains niveaux de “marbre” de la carrière de Coumiac sont du plus bel effet quand ils sont polis. De la fin du XIXe https://planet-terre.ens-lyon.fr/ressource/Img645-2019-06-17.xml - Version du 07/04/21 10/12 au milieu du XXe siècle, des dalles de ce “marbre” ont été utilisées pour faire des cheminées, des comptoirs de bar, des dessus de guéridons, de commodes… Les plus belles de ces dalles ont été utilisées par de riches bourgeois, ou dans des bâtiments de prestige. Nous vous montrons deux lieux où l'on peut (plus ou moins facilement) voir certaine de ces dalles : le buffet de la gare de Sète (Hérault) et la « Salle Rouge » (Red Room) à la Maison Blanche à Washington.

Source - © 2006 Guillaume « Frozman » Calas – CC BY-SA 3.0 Figure 21. Blocs de « marbre griotte » abandonnés sur place lors de la fermeture de la carrière de Coumiac (1965) et maintenant exposés le long du sentier aménagé dans la carrière. Les faciès de ces trois blocs sont tout à fait semblables à ceux qu'on trouve au Puech de la Suque (distant de seulement 4,5 km).

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Source - © 2018 The White House Figure 23. La « Salle Rouge » (Red Room) à la Maison Blanche (Washington), l'un des trois salons du premier étage de la résidence officielle des présidents des USA. La « Salle Rouge » a été plusieurs fois réaménagée par les divers présidents mais elle est meublée par des Source - © 2005 Bernard Halleux meubles anciens. Des dessus de table, comme celle qu'on voit à droite le long du mur sont faits avec du “marbre de Figure 22. Goniatite et orthocère (nautiloïde droit, ) Coumiac”. Mais les photos disponibles sur le web ne dans du “marbre” dévonien supérieur poli ayant servi à permettent pas de le vérifier. Peut-être les conseillers du faire le comptoir du buffet de la gare de Sète. président Macron lui ont-ils signalé ce détail, ce qui Pour voir d'autres orthocères : Orthocères, goniatites, aurait permis à notre président d'insister sur les liens décrochement… sur le parvis de la gare de la Part-Dieu à France-USA. Mais c'est assez peu probable, car les Lyon. hommes politiques et leur entourages sont quasiment exclusivement de culture littéraire, économique, juridique… et n'ont la plupart du temps aucune culture scientifique, et encore moins en sciences de la Terre. S'intéresser à des “cailloux” n'est pour eux même pas envisageable.

Source - © 2019 BRGM / Géoportail Source - © 2019 IGN / Géoportail Figure 25. Localisation du Puech de la Suque Figure 24. Localisation du Puech de la Suque (astérisque vert) et de la carrière de Coumiac (astérisque (astérisque vert) et de la carrière de Coumiac (astérisque rouge) sur carte géologique. rouge) sur une vue aérienne. Tout le premier plan de la carte (Saint Chinian Tout le premier plan de la photo est constitué de 1/50 000) est constitué de terrains d'âge éocène qui terrains d'âge éocène qui reposent en discordance (et/ou reposent en discordance (et/ou par faille) sur le par faille) sur le Paléozoïque plissé. Cette même Paléozoïque plissé. Cette même discordance discordance Éocène/Paléozoïque se voit tout le long du Éocène/Paléozoïque se voit tout le long du Sud de la Sud de la Montagne Noire, par exemple à Minerve ( cf. Montagne Noire, par exemple à Minerve ( cf. Discordance Discordance Éocène / Cambrien au Sud de la Montagne Éocène / Cambrien au Sud de la Montagne Noire, Minerve Noire, Minerve (Hérault)). (Hérault)).

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Source - © 2019 BRGM / InfoTerre Figure 26. Position du Puech de la Suque (astérisque vert) et de la carrière de Coumiac (astérisque rouge) dans le versant Sud de la Montagne Noire. Carte géologique au 1/250 000 de Montpellier.

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